JPS58144446A - 銀一酸化物系接点材料 - Google Patents

銀一酸化物系接点材料

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JPS58144446A
JPS58144446A JP56126498A JP12649881A JPS58144446A JP S58144446 A JPS58144446 A JP S58144446A JP 56126498 A JP56126498 A JP 56126498A JP 12649881 A JP12649881 A JP 12649881A JP S58144446 A JPS58144446 A JP S58144446A
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佐藤 充典
Masayuki Hijikata
土方 政行
Ichiro Morimoto
一郎 森本
Hironobu Yamamoto
博信 山本
Takashi Nara
奈良 喬
Norihiro Ide
井手 憲博
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Tokuriki Honten Co Ltd
National Research Institute for Metals
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Tokuriki Honten Co Ltd
National Research Institute for Metals
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な電気接点材料に関するもので、特に従来
より比較的小電流の継電器から電磁開閉器やしゃ断器な
どの大電流域まで床几に用いられてきたAg−Cd0系
接点材料に代って、CdOを4J1シ代替酸化物を含有
させるようイこしたAg酸化物系接点材料に係るもので
ある。
従来から電気接点材料としては種々のものが用いられて
いるが、特にA g −C(I O系拐料は電気接点と
して要求される耐溶着性、耐消耗性、接触抵抗の安定性
などの諸性能にすぐれているため、その需要も年々上官
し、拐料面の改!(が市ねられており、′またこれに関
する学術的研究も多く、いわばこの糸の材料、製造技術
の進歩は極限にまで達しているといえよう。
しかし、このAg−cao系接点接点月利既知のように
その製造上、溶解、熱間加工、高温内部酸化、分析及び
回収なとCdを系外に排出し易い多数の]−程を含んで
いるため、当然そのJd)出防止に努めなければならな
い。
この結果、殊に生産設備の拡大に伴って美大な公害防止
設備が必要となり、当該防止のために多大なエネルギー
が消費され、生産価格にまで正大な影響を与えることに
なる。
Ag中にCdOを分散させることは、接点表面の清浄化
作用、溶着力の低減などの性能を改善するものとして効
果的であるが、このような効果を十分に果たすのは特に
交流回路においてであり、極性の変化しない直流回路に
おいて当該接点制料を使用したときは、比較的耐溶着性
に乏しく開閉回数が増すと接触抵抗が増加するなどの難
点がある。
その原因は、一方の極から他方の極に接点材料が移転し
、接点表面に接点母材と異なる変質層か形成されるため
と提唱されており、この欠点はAg−Cd0系接点を用
いる限り解消できない宿命といえよう。
そこで、Ag−cao系接点接点材料敵する新しい材料
の開発が注目されるに至v1近年、各種の研究がなされ
つ5あり、Ag中にL aの酸化物を分散させた電気接
点材料なども発表されている0 そこで本願人は既に、上記の諸点に鑑み、Cd成分を含
1ない酸化物の接点特性に寄与する役割について研究を
重ねた結果、電気接点の表面における清浄化作用やアー
クに対する諸現象、例えば消弧作用なとか、添加する酸
化物の物性、特にその蒸気圧の湿度特性に最も関係が深
いとする考え方に想到し、高性能Ag−酸化物系接点材
料の開発に必要な指ζ1を得た。
このような思考を基盤として蒸気圧がCdOのそれに近
い酸化物に着目し、SI)、Zn1■n1Teなどの酸
化物をAg中に含有させることによV)、Ag−Cd0
系接点と同等以上の接点表面清浄化作用を発揮させ得る
ことを確認することができた。
さらに、NIX Feなどを加えることによって相乗的
効果が発揮され得ることについても、各種の提案を発表
している。
本発明は以上のような研究経過に基づいてなされたもの
であり、Ag中に約500〜1500℃の温度範囲でC
d0J:り高い蒸気圧をもつSbの酸化物、約1500
〜4000℃の温度範囲でCdOより高い蒸気圧をもつ
Sn酸化物、約500〜4000℃の温度範囲でCdO
より低い蒸気圧をもつIn、Znの酸化物を組合せて分
散させることによシ、優れた接点特性を発揮し得るよう
にしたものである。
さらに、本発明の重要な点は、上記元素にさらにTeを
加えた酸化物を分散させることにより、Ag−Cd0系
接点のもっているような欠陥を改善しようとするにある
0 すなわち既知の如く機器の頻繁な運転に伴い、その開閉
を司るスイッチにあっては、その接点表面がアーク熱や
ジュール熱によって溶融する程の高温に熱せられ、これ
が夜間などの運転休止時には室温まで降温することにな
るから、高温と室温の熱サイクルが繰返されることにな
る0ところで当該接点は、片fillをAg層としてC
uS Cu−Znなとによる台材に、ろう付されること
になるが、Agや上記台材、接点材(Ag−cdo)の
熱膨張率には差があり、このため上記の如き頻繁な熱サ
イクルによる膨張、収縮が繰返されると、接点が彎曲変
形するという現象を生じ、これにより接点が舎利から1
.lJ離し、剥離部分が欠落消耗あるいは温度上官を起
すことになる。
既述のTeの添加は、Ag中に当該酸化物を均一微細に
分散させる効果があり、Ail記剥熱剥離消耗現象減す
る。
そこで発明(1)は、Ag中に0.1〜62重量%S 
b、  0.05〜5.0重量%Z n 、 0.05
−5.0重量%I n、  0.01〜2.0重量%T
eで、かつその総和が03〜15.0重量係の範囲であ
る元素成分が酸化物として分散されていることを特徴と
している。
このような電気接点材料の製造には既知のように焼結法
(粉末冶金法)と内部酸化法とがあるが、内部酸化の方
が耐消耗性にすぐれていることから後者が多用されてい
る。
内部酸化合金接点の製法は、A、 gとS b % S
 n sI n −、Z n −、T eとのAg基合
金7il−f6解によって作製し、これを酸素雰囲気中
で高温に保持させることにより、合金の表面から酸素を
侵入させ、添加元素を選択的に酸化させて、Ag中に酸
化物として均一微細に分散させる。
元素成分としてのsbは01〜62爪N%でなくてはな
らず、こXでAgへのsbの添加量の上限を62市量係
に限定しなけれはならない理由は、合金のα固溶体にお
けるsbの最大固溶限が、;300℃で62重量%であ
り、この添加量を越えるsbを添加した場合には舊しく
冷間IJII T、性を阻害すること\なり、電気接点
飼料の量産が困難となるからである。
一方01市量係未満の添加量であると、顕部な添加効果
が得られず、その目的を達成し得ない。
さらにZnを添加すると、Zn酸化物は1500℃以下
でsb酸化物より低い蒸気圧であるため、これら酸化物
のアークなどによる揮発損耗を抑制する効果がある。
セしてZnの添加上限を50i]¥量−とした理由は、
それを越える添加量とした場合、層状に表面近傍に形成
し、内部酸化が困難となるだけでなく、非常に脆くなっ
てし1うがらであシ、0.05重量%の下限値は、効果
発揮の最低限を示している〇 成分元素としてのSnは0.05〜50重量%の範囲で
なければならない。
このような範囲に限定しなければならない理由は、Sn
を添加した合金を内部酸化すると、当該酸化物は剣状を
呈するが50重量%を越えた添加では、当該酸化物が層
状にに面近傍に杉成し、内部酸化処理が困難となる。
一方、00101重量%の場合は、Snを添加した効果
があられれないからであるOInを含んだ合金は、Sn
と同様内部酸化すると、1状の酸化物となるが、sbそ
の他の元素と組合せた合金にあってはInが50重量%
を越えて添加されると、内部酸化時に表面に緻密な酸化
被膜を形成し、これが内部酸化を困難にすることになる
ため、上限を50重量%としなければならず、005重
量%未満では、添加 7− の効果がない。
本発明では、さらに前記の如<Tef添加するか、その
添加による効果は前記の通り熱サイクルによる熱歪を小
さくシ、接点の剥離、異常損耗を解消し得る。
その上限を20重量受とした理由は、溶解試料において
TeとAgの金属間化合物が形成されるため加工。性が
低下し、20重量%以上のTeの添加においては加工が
極めて困難になるためである0 下限の00101重量%果発揮の最低限を示している。
このように、S bz Z n、  S ns  I 
n、 T eを複合添加することにより、単体添加では
得られない相乗効果が得られることになり、すぐれた接
点性能を発揮することになる。
さらに、添加元素成分の総和が150M量係を越えると
内部酸化によって酸化物を均一微細に分散させることが
極めて困難になる。
一方、総和が03重重量風下では、接点性能 8− 改善への効果が殆ど現れない。
次に発明(2)にあっては、上記(1)の発明内容に加
えて、金属成分が0.01〜10重量係となるN1、金
属成分が001〜1001〜10重量%の一柚または二
種の酸化物をも、主成分たるAg中に分散させることを
特徴としている。
こSで上記の如(Ni、Ii” eを添加することの役
割は、酸化物粒子を微細化し、整えることにあり、この
際上記の如く10重量%そ上限としたのは、これを越え
て添加すると(dNfによって均一な合金が得られなく
なる。
また下限としての0.01重量%は、前記の如き酸化物
粒子微細化の効果を発揮し得る最低限を意味している。
さらに、添加成分の総和が160市量%を越えると、内
部酸化によって酸化物を均一微細に分散させることが極
めて困難になる。
一方、総和が03重重量風下では接点性能改善への効果
が殆ど現れない。
こ\で発明(1)についての実施例を示せは、995屯
量チ以上の純度を有する拐料を原料として、これを大気
中にて溶解することにより、(11Ag  1.08b
−3,0Zn−1,08n−5,0In−0,5Te (21Ag−3,osb−1,5Zn−2,08n−2
,0In−0,8Te (31Ag  i、osb−0,8Zn  4.5Sn
−4,0In=0.6Te の鋳塊を製造し、との鋳塊の表層を面削後、その−面に
薄い純銀板を熱圧着して、ろう付は用の銀層を形成する
次に当該素材を冷間圧延して厚さ2I++++1の板に
した後、プレス機により直径8胡φの円盤状に打抜き、
これを内部酸化炉に入れ、酸素を炉内に導入しながら7
50℃で180時間加熱し、Sb、Sn、In、ZnX
Teを酸化させて本発明合金を作製した。
また発明(2)に係る実施例としては、上記発明(1)
について実施したと同じ工程により、(41Ag−1,
5Sb−1,0Zn−3,08n−2,0In−0,3
T e −0,3F e i51   Ag−3,08b−1,0Zn  2.0
8n−2,0In−0,3Te−0,3Fe f61  Ag−1,5Sb−4,0Zn−3,08n
−4,0In−0,3Te−0,2N i−0,2Fe
による本発明合金を作製した。
そして上記(1)〜(6)につき接点試験用々して当該
合金の裏側に形成されたAgと接点保持用の合材とをA
gろう付けして試料とし、接点試験にはA S T M
接点試験機を用い、電圧AC100■、電流20A1力
率06、接触力150g。
解離力300gの条件で、従来使用されている代表的な
接点材料と比較しながら第1表にあげた各項について試
験を行った。
第 1 表 Sb、Zn、Sn、Tnx ’l”eの酸化物を所定範
囲内の添加量だけAg中に分散させることにより、Ag
−CaO系接点と比較すると、その消耗量ではこれを可
成シ低減でき、しがも溶着回I!i、を大中に低下させ
ることができたものであり、また前記した熱サイクルに
よる剥離消耗の点でも改善効果が得られ、さらにNi1
Feを添加することによジ、酸化物粒子を整え、溶着回
数についての、改善を促進させることができた〇 特許出願人 代理人 弁理士  斎 藤 義 雄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +llAg中に0.1〜6.2重量%Sb、0.05〜
    5.0ii%Z n、 0.05〜5.0 重量%sn
    。 0、05〜5.0重量% I nX0.01〜2.0重
    量%Teで、かつその総和が03〜15.0重量饅の範
    囲である元素成分が酸化物として分散していることを特
    徴とする。銀、−酸化物系接点材料。 +21Ag中に発明(1)の元素成分に、さらに0.0
    1〜1.071jJi%N iSo、o 1〜t、of
    fifi%Feの一棟あるいは二種を加えて、その総和
    が03〜160重量係の範囲である元素成分が酸化分と
    して分散していることを特徴とする銀・−酸化物系接点
    材料。
JP56126498A 1981-08-12 1981-08-12 銀一酸化物系接点材料 Granted JPS58144446A (ja)

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